韓士杰　韓麗娟

摘 要：從微電網(wǎng)的概念入手，對(duì)微電網(wǎng)在美國(guó)、西歐等發(fā)達(dá)國(guó)家的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并根據(jù)我國(guó)科技發(fā)展的需求和現(xiàn)狀，分析了微電網(wǎng)在我國(guó)的應(yīng)用前景，以供廣大讀者參考。

關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)；大電網(wǎng)；分布式電源；負(fù)荷

中圖分類號(hào)：F426.61；TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）20-0109-01

隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，合理開發(fā)有效的綠色能源成為熱門。目前，我國(guó)已經(jīng)陸續(xù)開發(fā)了太陽能、風(fēng)能等分布式電源（DERs），但這些電源對(duì)大電網(wǎng)的運(yùn)行有很大的負(fù)面影響，這樣就限制了分布式電源的開發(fā)和使用，所以微電網(wǎng)的研究被提上了日程。

1 微電網(wǎng)的概念

微電網(wǎng)是集合風(fēng)電、燃?xì)廨啓C(jī)、燃料電池、光伏發(fā)電等現(xiàn)代電力技術(shù)于一體的分散獨(dú)立系統(tǒng)，可以直接與用戶側(cè)相接。微電網(wǎng)是相對(duì)于大電網(wǎng)而言的，它是電網(wǎng)中可以控制的單位，也可以依靠數(shù)秒內(nèi)的動(dòng)作來滿足外部輸配電網(wǎng)絡(luò)的需要。微電網(wǎng)為客戶提供的服務(wù)主要包括：降低饋線損耗、提高能量使用率、維持持久電源、保持電壓穩(wěn)定性等。微電網(wǎng)和大電網(wǎng)之間還可以進(jìn)行一定的能量交換，從而為持久供電提供儲(chǔ)備。

微電網(wǎng)在DERs并網(wǎng)中有著強(qiáng)大的功能，且由于這種電力電子技術(shù)屬于可控單元，所以微電網(wǎng)可以充分利用DERs對(duì)潮流進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)然，微電網(wǎng)目前只是大電網(wǎng)的補(bǔ)充，但是其發(fā)展?jié)摿艽螅壳霸诤芏辔鞣桨l(fā)達(dá)國(guó)家都得到了很好的研究和應(yīng)用。

2 微電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀

2.1 美國(guó)微電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀

微電網(wǎng)的概念最早產(chǎn)生于美國(guó)，目前美國(guó)對(duì)微電網(wǎng)的研究處于世界頂級(jí)水平，美國(guó)可靠性技術(shù)解決方案協(xié)會(huì)對(duì)微電網(wǎng)的研究代表了該國(guó)的最高水平?？煽啃约夹g(shù)解決方案協(xié)會(huì)在2002年提出了微電網(wǎng)的概念，他們認(rèn)為微電網(wǎng)是由負(fù)荷和微型電源共同組成的系統(tǒng)，其內(nèi)部電源由電力電子器件負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換。相對(duì)于大電網(wǎng)而言，微電網(wǎng)就是一個(gè)單一的、可控的那一幕，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)提供能量和電能的目標(biāo)?？煽啃约夹g(shù)解決方案協(xié)會(huì)關(guān)于微電網(wǎng)最大的研究成果是當(dāng)微電網(wǎng)和主網(wǎng)解列時(shí)，微電網(wǎng)還可以維持其電能供應(yīng)。

網(wǎng)絡(luò)呈輻射狀結(jié)構(gòu)是目前可靠性技術(shù)解決方案協(xié)會(huì)對(duì)微電網(wǎng)研究的主要類型，這種微電網(wǎng)中的電源包括燃料電池、光伏發(fā)電等，可以為用戶提供能量和熱源，并且在負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，微電網(wǎng)內(nèi)的微電源可以實(shí)現(xiàn)輸出功率自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。該微電網(wǎng)內(nèi)還置有潮流控制器和能量管理器，以達(dá)到系統(tǒng)優(yōu)化和綜合控制的目標(biāo)。微電網(wǎng)和大電網(wǎng)之間也是通過公共連接點(diǎn)相連的，前者并不需要向后者輸出能量，所以微電網(wǎng)屬于單一的可控負(fù)荷。

2.2 西歐微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀

西歐發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)微電網(wǎng)的研究主要是為了滿足用戶對(duì)電能的多樣化需求，并實(shí)現(xiàn)保持西歐國(guó)家電網(wǎng)穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。西歐視微電網(wǎng)為未來電網(wǎng)的重要輔助工具，認(rèn)為微電網(wǎng)可以緩解大電網(wǎng)和分布式電源之間的矛盾，充分發(fā)揮分布式電源的優(yōu)勢(shì)。所以近年來，西歐各國(guó)都展開了對(duì)微電網(wǎng)的研究，并且取得了很多成果。

“歐盟第六框架計(jì)劃”代表著歐洲對(duì)微電網(wǎng)研究的最高水準(zhǔn)，他們?yōu)檫@項(xiàng)計(jì)劃投資了850萬歐元，并且這項(xiàng)計(jì)劃還在進(jìn)行當(dāng)中。該計(jì)劃集合了來自法國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等國(guó)家的專家學(xué)者，他們對(duì)微電網(wǎng)的研究緊緊圍繞可靠性、靈活性、接入性等方面展開，從而充分利用了微電網(wǎng)的智能化、多元化的能量轉(zhuǎn)換功能。該項(xiàng)計(jì)劃的主要目標(biāo)為：①為了研究未來的通信技術(shù)，要滿足技術(shù)和商業(yè)的需求。②為了保證微電網(wǎng)的正常運(yùn)行，還要對(duì)分布式電源和硬件設(shè)備進(jìn)行研究，確保分布式電源與微電網(wǎng)相容，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)即插即用的目標(biāo)。③重點(diǎn)研究微電網(wǎng)對(duì)大電網(wǎng)的影響，不僅包括本地影響，還要研究其大范圍的營(yíng)銷策略，要在提高供電可靠性、改善環(huán)境、降低網(wǎng)絡(luò)損耗等方面進(jìn)行研究。④為了保證微電網(wǎng)的持久使用，要對(duì)電網(wǎng)的保護(hù)方案進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，另外，還要及時(shí)增強(qiáng)和更新老化的電網(wǎng)，進(jìn)一步探索微電網(wǎng)對(duì)基礎(chǔ)電網(wǎng)的影響。

2.3 微電網(wǎng)在我國(guó)的應(yīng)用前景

最近幾年，我國(guó)發(fā)生的重大停電事件是2008年的南方大雪，我國(guó)的供電設(shè)施在這一時(shí)刻暴露出了它的薄弱之處。而微電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)在于既可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)作業(yè)，又可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)作業(yè)，所以，可以在大雪等惡劣天氣中正常供電。微電網(wǎng)在實(shí)現(xiàn)供電可靠性、提高電能質(zhì)量方面有很多優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)于大電網(wǎng)，微電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)供電，所以微電網(wǎng)在我國(guó)完全可以成為大電網(wǎng)的重要補(bǔ)充電網(wǎng)。但是我國(guó)對(duì)微電網(wǎng)的研究還處于起步階段。根據(jù)我國(guó)微電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀，筆者認(rèn)為重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域主要包括：①因?yàn)槲㈦娋W(wǎng)內(nèi)擁有多個(gè)微電源，所以需要重點(diǎn)考慮各個(gè)電源之間的協(xié)調(diào)、控制。利用微電網(wǎng)可以提高分布式電源產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，并減少分布式電源對(duì)大電網(wǎng)的沖擊，所以微電網(wǎng)在這方面的可靠性就成了重點(diǎn)問題。②微電網(wǎng)擁有很多比較先進(jìn)的電力電子設(shè)備，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)這些設(shè)備的智能控制是一個(gè)重要的問題，也是多目標(biāo)非線性的控制問題。雖然可以通過粒子群法和遺傳算法來實(shí)現(xiàn)，但是利用這些方法都很難實(shí)現(xiàn)在線和實(shí)時(shí)檢測(cè)的目標(biāo)，所以尋找微電網(wǎng)的最優(yōu)算法比較困難。③由于目前我國(guó)很多發(fā)電機(jī)都因耗能太高而面臨停止運(yùn)行的危機(jī)，所以應(yīng)該考慮引用小發(fā)電機(jī)，它們的容量都比較小。但是發(fā)電機(jī)都靠近負(fù)荷區(qū)，而微電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)冷、熱、電三聯(lián)供系統(tǒng)，所以對(duì)小型發(fā)電機(jī)組進(jìn)行改造成為重要問題。將小型發(fā)電組和微電網(wǎng)相連，可以組成區(qū)域性的小型微網(wǎng)，這樣就可以合理利用現(xiàn)有資源，從而實(shí)現(xiàn)減少資源投資的目標(biāo)。

3 結(jié)束語

綜上所述，微電網(wǎng)在緩解分布式電源和大電網(wǎng)之間的矛盾上具有很大作用，它可以改變傳統(tǒng)負(fù)荷增長(zhǎng)的方式，并且在降低能量損耗、提高電力系統(tǒng)可靠性方面有很大的潛力，在西方發(fā)達(dá)國(guó)家都得到了很好的利用。在我國(guó)，關(guān)于微電網(wǎng)的很多內(nèi)容都有待進(jìn)一步開發(fā)，很多問題也都需要進(jìn)一步解決。只有這樣，才能充分利用微電網(wǎng)，為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]吳萍，劉志強(qiáng).微電網(wǎng)技術(shù)及在我國(guó)的應(yīng)用前景[J].廣西輕工業(yè)，2011（06）：47-48.

〔編輯：王霞〕